申请日2005.10.14
公开(公告)日2007.10.24
IPC分类号F28D1/04; A47K3/00; F28D7/14; F24D17/00; F28D1/047; A47K3/28
摘要
一种用于从液体中回收热能的收集器，其具有带有内部阻隔壁(45-48)的腔室(7)。上开口(9)以及位于排出管道(11)的入口端(13)处的溢流堰位于所述阻隔壁的相反侧。通过所述上开口供给至所述腔室的液体在向上流动并流过所述溢流堰以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前向下流动，并在所述阻隔壁的下方流过。第二液体流过热交换管道(17-24)。在一优选实施例中，多个圆柱状阻隔壁与多个热交换管道的圆柱状腔室同心和交替地设置。还涉及一种相应的热回收方法。在一优选应用中，所述收集器安装在淋浴器的基座或底盘中，以从淋浴废水中回收热能。
权利要求书
1.一种收集器，其至少部分地包括：
用于储存第一液体并具有底板和上开口的腔室，其中液体可从所述上 开口处输送至所述腔室中;
具有出口端和入口端的排出管道，所述出口端位于所述腔室的外部， 所述入口端位于所述腔室的内部并低于所述腔室的上开口，所述入口端 终止于一溢流堰处，所述腔室中的液体必须流过所述溢流堰，以通过所 述排出管道从所述腔室中排出;
从所述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上方 的阻隔壁，所述腔室的上开口和所述排出管道的入口端位于所述阻隔壁 的相反侧;以及
作为第二液体的通道的热交换管道，所述热交换管道的一部分位于所 述腔室中并低于所述溢流堰，
其中所述阻隔壁基本上围绕所述排出管道的入口端，因此在使用中， 从所述上开口处输送至所述腔室中的液体在向上流动并流过所述溢流堰 以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前向下流动并从所述阻隔壁的 下方流过。
2.根据权利要求1所述的收集器，其特征在于，所述收集器为废水收 集器。
3.根据权利要求2所述的收集器，其特征在于，所述收集器连接到淋 浴器的基座或底盘上或者与之成一体。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的收集器，其特征在于，所述 阻隔壁可拆卸地连接到所述排出管道的入口端上。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的收集器，其特征在于，所述 阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同轴，所述热交换管 道的所述部分为圆柱状环形腔室，其围绕所述排出管道并与之同轴，且 从所述腔室的底板向上延伸。
6.根据权利要求5所述的收集器，其特征在于，所述热交换管道的所 述部分包括多个圆柱状环形腔室，每个环形腔室围绕所述排出管道并与 之同轴，且从所述腔室的底板向上延伸，所述阻隔壁为多个阻隔壁中的 一个，每个阻隔壁从所述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的 入口端的上方，所述阻隔壁呈圆柱状，并与所述环形腔室同轴且交替地 设置，所述腔室的上开口位于径向最外侧阻隔壁的外部，因此在使用中， 从所述上开口处输送至所述腔室中的液体在流过所述溢流堰以通过所述 排出管道从所述腔室中排出之前在相邻的阻隔壁和环形腔室之间交替地 向下和向上流动，并从每个阻隔壁的下方流过以及从每个环形腔室的上 方流过。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的收集器，其特征在于，所述 腔室具有侧壁，所述侧壁在所述底板和所述上开口之间延伸，所述腔室 的侧壁、所述阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同轴。
8.一种从输送至一腔室中的第一液体中回收热能的方法，其中所述 腔室具有底板和上开口，通过所述上开口，所述第一液体可以输送至所 述腔室中，所述腔室具有带有出口端和入口端的排出管道，所述出口端 位于所述腔室的外部，所述入口端位于所述腔室的内部，所述入口端低 于所述腔室的上开口，所述入口端终止于一溢流堰处，所述腔室中的第 一液体必须流过所述溢流堰，以通过所述排出管道从所述腔室中排出， 所述腔室具有阻隔壁，所述阻隔壁从所述腔室的底板的上方向上延伸至 所述排出管道的入口端的上方，所述阻隔壁基本上围绕所述排出管道的 入口端，并且所述腔室的上开口和所述排出管道的入口端位于所述阻隔 壁的相反侧;所述方法包括以下步骤：
(a)通过所述上开口将所述第一液体输送至所述腔室中，
(b)使输送至所述腔室中的所述第一液体向下流动并从所述阻隔壁 的下方流过，然后向上流动并流过所述溢流堰，
(c)通过所述排出管道将流过所述溢流堰的所述第一液体从所述腔 室中排出，以及
(d)使第二液体流过位于所述腔室中并低于所述溢流堰的热交换管 道。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述收集器为废水收集 器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述收集器连接到淋 浴器的基座或底盘上或者与之成一体。
11.根据权利要求8至10中任意一项所述所述的方法，其特征在于， 所述阻隔壁可拆卸地连接到所述排出管道的入口端上。
12.根据权利要求8至11中任意一项所述的方法，其特征在于，所述 阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同轴，所述热交换管 道为圆柱状环形腔室，其围绕所述排出管道并与之同轴，且从所述腔室 的底板向上延伸。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述热交换管道包括 多个圆柱状环形腔室，每个环形腔室围绕所述排出管道并与之同轴，且 从所述腔室的底板向上延伸，所述阻隔壁为多个阻隔壁中的一个，每个 阻隔壁从所述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上 方，所述阻隔壁呈圆柱状，并与所述环形腔室同轴且交替地设置，所述 腔室的上开口位于径向最外侧阻隔壁的外部，所述方法包括以下步骤：
(e)使从所述上开口处输送至所述腔室中的液体在流过所述溢流堰 以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前在相邻的阻隔壁和环形腔室 之间交替地向下和向上流动，所述液体从每个阻隔壁的下方流过并从每 个环形腔室的上方流过。
14.根据权利要求8至13中任意一项所述的方法，其特征在于，所述 腔室具有侧壁，所述侧壁在所述底板和所述上开口之间延伸，所述腔室 的侧壁、所述阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同轴。
说明书
废水热回收装置和方法
技术领域
本发明涉及节能和废水的热回收，尤其是涉及淋浴废水的热回收。
背景技术
在家庭生活中使用的大量能量被消耗在用于加热水。例如，水被加热， 以用于个人冲洗、淋浴和沐浴，以及在洗衣店和厨房中进行洗涤。在许 多家庭应用中，在使用之后，加热过的水在其温度仍高于供应给家庭使 用的冷水的温度的情况下被排放出去而被浪费。这可带来很大的能量浪 费。
名称为“用于废水管道的热交换器”的欧洲专利No.513,705公开了一 种热交换器，其具有螺旋状地缠绕在位于洗手盆下方的废水收集器的管 道周围的管子。
名称为“淋浴废水余热回收装置”的德国专利申请No.196 08 404公 开了一种热交换器，其构建在淋浴器基座下方的倾斜底板中。废水顺着 所述倾斜底板向下流动。
名称为“用于淋浴器的热回收系统”的新西兰专利No.250784描述了 一种构建在淋浴器的基座中的热回收系统。引入的冷水被输送通过热交 换导管，该热交换导管分布在淋浴器基座的主要部分上。
名称为“利用废热的淋浴器”的英国专利申请No.2,295,666描述了一 种废水收集器，其由内部和外部同心管组成，所述内部和外部同心管一 起以螺旋图样设置在淋浴器的底盘下方。所述内管可以呈波浪状，其将 水供给至淋浴器，并且通过外管将废水从淋浴器中排出。
名称为“热交换器”的英国专利申请No.2,342,146描述了一种热交换 器，其与位于淋浴器基座下方的废水收集器的出口相连。从所述淋浴废 水传递的热量预加热供给至所述淋浴器的新水。
名称为“家庭淋浴废水热交换器”的英国专利申请No.2,385,785描述 了一种热交换器，其安装在具有顶部淋浴器的浴室的排水管中。来自废 水的热量预热供应至淋浴器的供给水。
名称为“淋浴废水收集器”的英国专利申请No.2,389,373描述了一种 具有中心废水腔室的淋浴废水收集器，所述中心废水腔室被护套包围， 引入的冷水通过所述护套供给。所述护套具有以螺旋形式设置的挡板， 据称所述挡板控制水流均匀地围绕所述热交换器流动，从而增大所述交 换器和冷水接触的表面积和增强热交换。
名称为“淋浴中的能源节约”的美国专利No.4,300,247描述了一种设 置在淋浴器基座下的热交换器。所述交换器利用热的废水预加热引入的 冷水。引入的新冷水和热的废水被迫按照蛇形路径沿相反方向在折叠薄 片的相反侧流动，所述折叠薄片例如由铜制成。
名称为“用于回收废水中的热量的方法和装置”的美国专利No. 4,619,311描述了一种已经上市的名为GFX(重力薄膜交换)水加热促进 器的热交换器。该装置还在网址为http://gfxtechnology.com的“Award- Winning GFX Water Heater Booster”以及网址为 http://www.eere.energy.gov/inventions/pdfs/waterfihn.pdf的“Inventions and Innovation-Success Story”中进行了描述。
GFX系统使用双层壁排出铜管回收废水的热能以预热引入的水，并据 称在排水和供水管线同时使用时工作，例如当有人在淋浴时工作。通过 围绕竖直废水管螺旋形缠绕的管子供给的冷水被预热并同时流动到淋浴 器混合器和热水储存缸。
名称为“热交换装置”的美国专利No.5,857,515描述了一种带翅片的 热传导交换器(例如由铝制成)，所述交换器安装在废水管(例如由聚 氯乙烯制成)的壁中。一冷水供给管(例如由铜制成)与所述热交换器 热接触。在典型的实施方式中，废水管输送来自淋浴器的加热废水，而 冷水管输送最终与温水混合并供应至于淋浴器的水。因此，输送的冷水 通过从淋浴器的废水中回收的热量被预热。
这些现有技术的配置未描述废水收集器热交换器，该废水收集器热交 换器可以很容易地接近以进行清洁和/或可以很方便地在现有淋浴器设施 的基座或者底盘中改装。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种装置，其用于从通过淋浴废水收集器 的废水中回收热能，或者至少为公众提供一种有用的可选方案。
本发明的另一目的在于提供一种方法，其用于从通过淋浴废水收集器 的废水中回收热能。
在第一个方面中，本发明可以被广义地理解为提出一种收集器，其至 少部分地包括：
用于储存第一液体并具有底板和上开口的腔室，其中液体可从所述上 开口处输送至所述腔室中;
具有出口端和入口端的排出管道，所述出口端位于所述腔室的外部， 所述入口端位于所述腔室的内部并低于所述腔室的上开口，所述入口端 终止于一溢流堰处，所述腔室中的液体必须流过所述溢流堰，以通过所 述排出管道从所述腔室中排出;
从所述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上方 的阻隔壁，所述腔室的上开口和所述排出管道的入口端位于所述阻隔壁 的相反侧;以及
作为第二液体的通道的热交换管道，所述热交换管道的一部分位于所 述腔室中并低于所述溢流堰，
其中所述阻隔壁基本上围绕所述排出管道的入口端，因此在使用中， 从所述上开口处输送至所述腔室中的液体在向上流动并流过所述溢流堰 以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前向下流动并从所述阻隔壁的 下方流过。
所述收集器优选为废水收集器，并可以连接到淋浴器的基座或底盘上 或者与之成一体。
优选的是，所述阻隔壁可拆卸地连接到所述排出管道的入口端上。
优选的是，所述阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同 轴，所述热交换管道的所述部分为圆柱状环形腔室，其围绕所述排出管 道并与之同轴，且从所述腔室的底板向上延伸。
优选的是，所述热交换管道的所述部分包括多个圆柱状环形腔室，每 个环形腔室围绕所述排出管道并与之同轴，且从所述腔室的底板向上延 伸，所述阻隔壁为多个阻隔壁中的一个，每个阻隔壁从所述腔室的底板 的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上方，所述阻隔壁呈圆柱状， 并与所述环形腔室同轴且交替地设置，所述腔室的上开口位于径向最外 侧阻隔壁的外部，因此在使用中，从所述上开口处输送至所述腔室中的 液体在流过所述溢流堰以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前在相 邻的阻隔壁和环形腔室之间交替地向下和向上流动，并从每个阻隔壁的 下方流过以及从每个环形腔室的上方流过。
优选的是，所述腔室具有侧壁，所述侧壁在所述底板和所述上开口之 间延伸，所述腔室的侧壁、所述阻隔壁和所述排出管道中的每一个呈圆 柱状并彼此同轴。
在第二方面中，本发明可以被广义地理解为提出一种从输送至一腔室 中的第一液体中回收热能的方法，其中所述腔室具有底板和上开口，通 过所述上开口，所述第一液体可以输送至所述腔室中，所述腔室具有带 有出口端和入口端的排出管道，所述出口端位于所述腔室的外部，所述 入口端位于所述腔室的内部，所述入口端低于所述腔室的上开口，所述 入口端终止于一溢流堰处，所述腔室中的第一液体必须流过所述溢流堰， 以通过所述排出管道从所述腔室中排出，所述腔室具有阻隔壁，所述阻 隔壁从所述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上 方，所述阻隔壁基本上围绕所述排出管道的入口端，并且所述腔室的上 开口和所述排出管道的入口端位于所述阻隔壁的相反侧;所述方法包括 以下步骤：
(a)通过所述上开口将所述第一液体输送至所述腔室中，
(b)使输送至所述腔室中的所述第一液体向下流动并从所述阻隔壁 的下方流过，然后向上流动并流过所述溢流堰，
(c)通过所述排出管道将流过所述溢流堰的所述第一液体从所述腔 室中排出，以及
(d)使第二液体流过位于所述腔室中并低于所述溢流堰的热交换管 道。
优选的是，在本发明的第二方面中，所述收集器为废水收集器，其可 以连接到淋浴器的基座或底盘上或者与之成一体。
优选的是，在本发明的第二方面中，所述阻隔壁可拆卸地连接到所述 排出管道的入口端上。
优选的是，在本发明的第二方面中，所述阻隔壁和所述排出管道中的 每一个呈圆柱状并彼此同轴，所述热交换管道为圆柱状环形腔室，其围 绕所述排出管道并与之同轴，且从所述腔室的底板向上延伸。
优选的是，在本发明的第二方面中，所述热交换管道包括多个圆柱状 环形腔室，每个环形腔室围绕所述排出管道并与之同轴，且从所述腔室 的底板向上延伸，所述阻隔壁为多个阻隔壁中的一个，每个阻隔壁从所 述腔室的底板的上方向上延伸至所述排出管道的入口端的上方，所述阻 隔壁呈圆柱状，并与所述环形腔室同轴且交替地设置，所述腔室的上开 口位于径向最外侧阻隔壁的外部，所述方法包括以下步骤：
(e)使从所述上开口处输送至所述腔室中的液体在流过所述溢流堰 以通过所述排出管道从所述腔室中排出之前在相邻的阻隔壁和环形腔室 之间交替地向下和向上流动，所述液体在每个阻隔壁的下方流过并从每 个环形腔室的上方流过。
优选的是，在本发明的第二方面中，所述腔室具有侧壁，所述侧壁在 所述底板和所述上开口之间延伸，所述腔室的侧壁、所述阻隔壁和所述 排出管道中的每一个呈圆柱状并彼此同轴。
本发明还可以为上述所提到或附图中所示出的部件、特征和步骤的任 何可替换组合。未特别列出的这些部件、特征或步骤的已知等同替换应 当被视为包括在本发明的范围内。